Das vom Bayerischen Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst (StMWK) geförderte Forschungsprojekt Leichtbau (FPL) hat den Forschungsschwerpunkt Leichtbau (FSPL) der Hochschule Landshut gestärkt. Dieser ist eine Plattform für angewandte FuE-Projekte und Wissenstransfer in den Gebieten Leichtbauwerkstoffe, -konstruktion und Fertigungstechnologien.

Mit der Forschungsförderung (01.08.2018 - 31.03.2022) konnte der Forschungsschwerpunkt Leichtbau der Hochschule Landshut in Zusammenarbeit mit weiteren Forschungsinstituten und sechs Unternehmen ausgebaut werden. In Kooperation mit dem Fachbereich Chemie und Physik der Materialien der Universität Salzburg (PLUS) sowie dem Institut für Metallformung der TU Bergakademie Freiberg werden Promotionen der wissenschaftlichen Mitarbeiter mit den jeweiligen Forschungsergebnissen angestrebt. Um die Umsetzung der Forschungsergebnisse in die Praxis zu unterstützen, wurden für alle drei Teilprojekte Partnerunternehmen in die Forschungsarbeiten eingebunden. Mitgearbeitet haben die Unternehmen HBM Prenscia, Lanxess, MAN Truck & Bus, Porcher Industries, Poraver und Otto Spanner.

Im Teilprojekt „Mehrfachgekrümmtes Sandwichelement mit integrierter Deckschicht“ konnten zunächst ebene Sandwichelemente mit integrierten glasfaserverstärkten Deckschichten und einem Kern aus zellularem Verbundwerkstoff in einem Gussverfahren reproduzierbar hergestellt werden. Im Gegensatz zur konventionellen Herstellung von Sandwichelementen wird beim angewandten Monomer Transfer Molding vorab kein Kunststoff aufgeschmolzen, da die niederviskose Monomerschmelze erst direkt im Werkzeug zu Gusspolyamid-6 polymerisiert. Für den Transfer auf mehrfach gekrümmte Sandwichelemente wurde ein Prozess zur Herstellung von infiltrierbaren Preforms für den Sandwichkern untersucht. Die anschließend hergestellten ebenen und mehrfach gekrümmten Sandwichelemente wurden anhand quasistatischer Biegeversuche charakterisiert und die Auswirkungen wesentlicher Herstellparameter analysiert.

Im Teilprojekt „Betriebsfestigkeit umgeformter Mg-Blechstrukturen“ wurde die Herstellung und das Ermüdungsverhalten von Strukturbauteilen aus gießgewalzten AZ31B Mg-Blechen erforscht. Durch Gefügeuntersuchungen vor und nach der Umformung sowie nach zyklischen Beanspruchungen konnten das Deformationsverhalten analysiert und geeignete Umformparameter ermittelt werden. Mit uniaxialen Versuchen und Biegeversuchen wurden die quasi-statischen und zyklischen mechanischen Eigenschaften umgeformter Mg-Strukturen charakterisiert und das Betriebsfestigkeitsverhalten mit dem im FSPL entwickelten „Concept of Highly Strained Volume“ erfolgreich modelliert.

Im Teilprojekt „Fertigung und Prüfung laserauftraggeschweißter TiAl-Basislegierungen“ wurde das Know-how und die technischen Möglichkeiten zum Auftragschweißen erfolgreich aufgebaut und erweitert. U.a. konnte gezeigt werden, dass sich positive Einflüsse einer feinkörnigen Randschicht nach einer geeigneten Wärmebehandlung auf die Eigenschaften einer intermetallischen TiAl-Legierung ergeben. Sowohl die Zugfestigkeit als auch die Ermüdungsbeständigkeit steigen bei Raumtemperatur deutlich. Die bei TiAl-Legierungen typische Versprödung nach einer Exposition bei hohen Temperaturen kann bei der geprüften TNM-Legierung vollständig vermieden werden. Auch bei hohen Temperaturen steigt die Ermüdungsbeständigkeit.

Die Förderung durch das StMWK hat den Forschungsschwerpunkt Leichtbau in die Lage versetzt, weitere erfolgreiche Projektanträge zu stellen. Hierzu zählt insbesondere ein Antrag zur Beschaffung und dem wissenschaftlichen Betrieb einer Anlage zur Fertigung innovativer Leichtbauplattenstrukturen. Die Anlage auf Basis des LPBF-Verfahrens (Laser Powder Bed Fusion) ermöglicht die Fertigung besonders dünnwandiger Strukturen aus dem Pulverbett und wurde Ende 2023 in Betrieb genommen werden.